《从生物圈到细胞》教学课件

从生物圈到细胞探索生命的起源和演化从地球的生物圈到构成所有生物的基本单元细胞了,-解生命的基本组成揭示生命存在的奥秘,课程导引教学目标教学内容教学方法学习目标通过本课程的学习，了解生物本课程将从生物圈的整体概念采用课堂讲授、视频展示、实希望学生通过本课程的学习,圈的定义和层次结构，掌握生出发，逐步展开对生态系统和验操作等多种教学手段激发培养对生命科学的热爱和探究,态系统的基本概念和运作机制细胞的讨论从宏观到微观，学生的学习兴趣促进知识的精神为未来的学习和研究奠,,同时深入探讨细胞理论的发带领学生全面认识生命科学的深入理解和掌握定坚实的基础展历程及细胞的基本结构和功基本原理能生物圈的定义地球表面的生物圈生物圈的内部结构生物与环境的相互作用生物圈是地球表面所有生物与其非生物环境生物圈由许多层次的生态系统组成包括生生物圈中的生物与其无生物环境如空气、,,的总和是地球上几个大系统之一包括所有产者、消费者和分解者通过能量流动和物水和土壤等处于动态平衡之中相互影响、,,,,,陆地、海洋和大气中的生物及其相互作用质循环维持着整个系统的平衡相互制约形成一个复杂的生态系统,生物圈的层次结构生物圈1生物圈是指地球上所有生命系统的总和是最高级别的生物学分,类生态系统2生态系统是由生物因子和非生物因子组成的相互作用的整体是,生物圈的基本单元群落3群落是一个特定区域内的所有生物种群的集合是生态系统的主,要组成部分生物圈的组成元素非生物要素生物要素12包括水、空气、土壤等无生命包括各种植物、动物和微生物,的元素为生物提供赖以生存的是生物圈的主体彼此之间存在,,环境复杂的关系网络能量要素信息要素34太阳光是生物圈的主要能量来包括生物之间的信息交流和信源驱动着生物圈的物质循环和号传递是维持生物圈稳定的重,,能量流动要因素生物圈的生态系统生态系统是生物圈中连接生物与非生物环境的复杂网络它包括各种生物群落及其生存环境通过物质循环和能量流动维持着生态平衡生态系统是生物圈的基,本单元反映了生命与环境的和谐共生,生态系统的定义和组成生态系统的定义生态系统的组成要素生态系统的结构与功能生态系统是指在一定的空间范围内生生态系统主要由生产者、消费者和分解生态系统的结构包括食物链、食物网和,物与其非生物环境通过物质循环和能量者三大类生物群落以及无机环境因子养分循环功能包括物质循环和能量流,,流动形成有机联系的整体系统等部分组成动生态系统的能量流动生态系统的物质循环生态系统中的物质循环是一个复杂而关键的过程其中生物和非生物要素相互作用不断循环利用各种元素这一循环过程确保了生态系统,,能够维持稳定并为各个生物提供所需的营养和能量,水循环碳循环氮循环磷循环水在陆地、海洋、大气间循碳在生物、大气和地质圈间氮在生物圈、大气圈和岩石磷在生物圈、岩石圈和水圈环循环圈间循环间循环生态系统的食物链生产者消费者绿色植物通过光合作用制造养分是食动物通过摄食植物或其他动物获取能,物链的起点量和物质分解者能量流动细菌和真菌分解死亡有机物释放养分食物链传递能量维持生态系统的运转,,回到环境中生态系统的演替初级演替1从无生命到生命的建立次生演替2从一种生态系统到另一种的变化极相稳定3生态系统趋于稳定和平衡生态系统的演替是一个动态的过程从初级演替到次生演替再到极相稳定经历了生态系统结构和功能的不断变化这一过程体现了生态系,,统的自我调节和自我修复能力体现了生命的旺盛与持续发展,细胞理论的诞生细胞学说1所有生物都由细胞构成细胞起源2生命从简单的单细胞开始细胞功能3细胞是生命活动的基本单位细胞理论的诞生标志着生物学研究进入了一个新时代人类对生命的认识从整体到部分从外表到内部最终集中在细胞这一基本单位上,,这一理论的提出为我们深入了解生命奥秘打开了大门,细胞的发现和观察生物学家们通过不断的观察和探索最终发现了细胞这一基本生命,单位早在世纪著名科学家罗伯特虎克就使用显微镜首次观察17,·到了软木中的细胞结构随后许多科学家通过不同生物样本的观,察进一步证实了细胞理论并不断完善了对细胞结构和功能的认知,,细胞的定义和特征基本单位自主性细胞是生物体的基本结构和功能细胞能独立维持生命活动具有自,单位是生命活动的基本载体身的新陈代谢和自我复制能力,多样性层次性不同类型的生物体由不同结构和细胞是生命层次结构中的基本单功能的细胞组成呈现出极大的多元组成更加复杂的生物体系统,,样性细胞的基本结构细胞膜细胞核细胞器细胞膜是细胞的外壳由磷脂双层和蛋白质细胞核是细胞的大脑控制细胞的遗传信息细胞器是细胞内部的各种器官如线粒体、,,,组成它维持细胞内外的物质平衡并选择和合成蛋白质它含有遗传物质和染高尔基体、内质网等各司其职维持细胞的,DNA,,性地运输物质进出细胞色体生命活动细胞膜的结构和功能结构选择性透过性细胞间信号传递能量代谢细胞膜是由双层磷脂分子和各细胞膜具有选择性透过性能细胞膜上的受体蛋白可以感受细胞膜上的各种酶参与细胞的,种蛋白质组成的复杂结构它够控制物质进出细胞维持细来自外界的信号并将其转化物质代谢和能量转换维持细,,,起到了保护细胞内容物、控制胞的内稳态它可以根据浓度为细胞内的化学信号从而调胞的生命活动其中膜上的,,物质出入以及参与信号传递等差和电化学梯度主动或被动节细胞的功能和活动氧化磷酸化酶复合体可以产生,重要作用地转运物质ATP细胞核的结构和功能遗传物质储备细胞核是细胞内最大的细胞器,负责存储和管理细胞的遗传信息细胞核内充满染色体,由DNA和蛋白质组成基因表达调控细胞核控制基因的转录和翻译,调节细胞的生命活动遗传信息由核糖体在细胞质中合成蛋白质核仁和核膜细胞核内有一个特殊的结构叫核仁,负责合成核糖体核膜隔离核内和细胞质,但提供物质出入通道细胞器的种类和作用细胞核线粒体12细胞核是细胞内最大的细胞器线粒体是细胞的能量工厂负,,负责细胞的遗传信息储存和基责产生为细胞提供能量ATP,因表达调控内质网高尔基体34内质网是蛋白质和脂质合成的高尔基体是细胞内物质加工和场所并负责蛋白质的修饰和运包装的枢纽负责蛋白质的最终,,输修饰和分选细胞分裂的类型有丝分裂一种常见的细胞分裂方式,生物细胞通过这种方式准确复制遗传物质并平等地分配到两个新细胞减数分裂用于生殖细胞的分裂,可以产生具有不同遗传信息的配子,为生殖做好准备胚胎分裂发生在受精卵和早期胚胎期,通过重复的细胞分裂迅速增加细胞数量,为后续发育奠定基础细胞分裂的过程染色体复制细胞在进入分裂前先对每一条染色体进行复制形成两条相同的,染色单体染色体分离分裂纺锤体形成将染色单体分离到细胞的两极,细胞质分裂细胞质也会进行分裂将细胞一分为二形成两个新的细胞,,细胞代谢的概念代谢过程细胞代谢是一系列有序且精细调控的化学反应过程包括异化反应和同化反应,能量转换代谢能够将化学能转化为生物体能量的形式如以维持细胞的生命活动,ATP,调控机制细胞代谢过程受多种因素调控如酶活性、基因表达、信号转导等保持细胞稳态,,细胞的物质运输细胞膜的选择性通透性细胞内物质运输细胞的渗透和原胞吞细胞膜是一个半透性膜能够有选择地让特细胞通过主动和被动运输方式将物质在细胞细胞利用渗透和原胞吞的方式将大分子物,,定的物质进出细胞调节细胞内外的物质平内部进行分布和转运满足细胞的代谢需求质从外界运输进入细胞内部补充物质需求,,,衡细胞的能量代谢生产能量利用效率优化能量失衡ATP细胞通过一系列复杂的化学反细胞能从中获取能量用细胞会不断优化能量代谢过程如果能量代谢失衡如糖尿病ATP,,应过程将糖、脂肪等营养物于驱动各种生命活动如物质提高产生效率这可以等代谢性疾病就会出现因此,,,ATP质分解释放出能量并将其储运输、细胞运动、细胞分裂等使细胞在有限的营养物质条件细胞必须精准调控能量代谢,,,,存在分子中这个过程被细胞可根据需求精确调控下仍能维持高水平的生命活保持动态平衡ATP,称为细胞呼吸的产生和利用动ATP细胞的生长和分化细胞生长细胞分化调控机制细胞会通过营养物质的吸收和代谢进行细胞从未分化到高度分化会逐步形成不细胞生长和分化由基因表达、细胞信号,,生长发育增大细胞体积和复制细胞器同形态和功能的细胞类型实现组织和器传导等复杂的调控机制精细调控确保生,,,官的形成命活动的有序进行细胞凋亡的机制死亡信号激活程序性死亡过程细胞在某些情况下会受到死亡信细胞会启动一系列有序的自噬、号的激活例如细胞损伤、缺氧蛋白酶激活和断裂等过程,DNA,或基因突变等最终导致细胞程序性死亡细胞凋亡调控凋亡细胞清除细胞凋亡过程受到多种基因和蛋被动亡的细胞会被其他细胞或巨白的精密调控以确保机体正常噬细胞快速清除防止细胞内容,,发育和维持稳态物外泄引起炎症细胞的遗传物质分子基因的编码1DNA2细胞遗传物质主要由分子组成是一种长双螺旋结分子上的基因序列负责编码细胞所需的各种蛋白质是DNA,DNA DNA,构含有遗传信息遗传信息的载体,复制遗传信息的传递3DNA4细胞分裂时会复制自身确保新生子细胞能够获得完整携带的遗传信息可以从一代细胞传递到下一代细胞确,DNA,DNA,的遗传信息保生命的连续性的结构和复制DNA双螺旋结构碱基配对分子采用双螺旋结构由两条分子中的四种碱基腺嘌呤、DNA,DNA互补的脱氧核糖核酸链组成这胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶通过种特殊的结构确保了能够高特定的碱基配对规则DNA A-T,G-C效地存储和传递遗传信息相连复制机制复制是在一系列酶的作用下将分子中的遗传信息精确复制成两个DNA,DNA相同的分子的过程这确保了遗传信息的准确传递DNA基因的表达和调控基因表达概述转录调控转录后调控翻译调控基因表达是指序列中的转录调控通过调节转录起始、转录后调控包括剪接、编翻译调控通过调节的可DNA RNAmRNA遗传信息如何转录为再延伸和终止的效率来调控基因辑、稳定性调控等确保读性、翻译效率和蛋白质修饰RNA,RNA,翻译为蛋白质的过程这个过表达转录调控因子可激活或成熟并被正确地翻译来调控蛋白质的生成RNA程受到各种调控机制的精细调抑制聚合酶的活性RNA节细胞的生命活动细胞分裂细胞代谢细胞信号传导细胞通过有丝分裂和减数分裂的方式进行自细胞通过吸收营养物质进行能量转化和物细胞之间通过化学信号的交互作用实现功,,我复制和遗传物质的传递维持生命的连续质合成为生命活动提供所需的能量和物质能的协调和调控维持生命活动的稳定性,,,性细胞的病变和修复细胞病变由于各种内外因素的影响,细胞可能会出现结构和功能的异常变化,如细胞膜破坏、细胞器损伤、基因突变等这些都可能导致细胞发生病变细胞修复细胞拥有自我修复的能力,可以通过多种机制如细胞再生、细胞分裂等来修复自身损伤,恢复正常状态及时有效的修复对于细胞健康和生命活动至关重要细胞凋亡当细胞受到严重损害,无法自我修复时,细胞会进入有序的程序性死亡过程,即细胞凋亡这是细胞生命周期中的一个重要环节课程小结本课程系统地介绍了从生物圈到细胞的知识体系包括生物圈的定义、层次结构,、组成元素以及生态系统的概念和运作机制同时深入探讨了细胞理论的诞生,,细胞的基本结构、功能和代谢过程为进一步学习生物学奠定了坚实的基础,。